Química - Estequiometría - Giovani Colosia (2)

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Resuelve los siguientes problemas de estequiometría:
1. Calcule la masa de amoníaco (NH3) que se forma cuando se hacen reaccionar 5 moles de nitrógeno (N2) con hidrógeno (H2) en exceso según la siguiente ecuación balanceada:
 N2 + 3H2 -> 2NH3
2. Determine el número de moles de dióxido de carbono (CO2) que se producirán al quemar completamente 25 gramos de metano (CH4) según la siguiente ecuación balanceada:
 CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
3. En la reacción de neutralización entre ácido clorhídrico (HCl) y hidróxido de sodio (NaOH), ¿cuántos gramos de cloruro de sodio (NaCl) se producirán si se neutralizan completamente 20 ml de una solución de HCl 0.1 M? (Pista: considera la estequiometría de la reacción y la relación entre concentración, volumen y número de moles).
Solución:
1. Para calcular la masa de amoníaco (NH3) que se forma, utilizaremos la relación de moles y la masa molar del NH3.
 La ecuación balanceada nos indica que 1 mol de N2 reacciona con 3 moles de H2 para formar 2 moles de NH3. Por lo tanto, si tenemos 5 moles de N2, podemos determinar cuántos moles de NH3 se formarán:
 (5 moles N2) x (2 moles NH3 / 1 mol N2) = 10 moles NH3
 A continuación, utilizamos la masa molar del NH3 para convertir los moles en gramos:
 Masa molar del NH3 = 14.01 g/mol (N) + 3(1.01 g/mol) (H) = 17.03 g/mol
 Masa de NH3 = (10 moles NH3) x (17.03 g/mol NH3) = 170.3 g
 Por lo tanto, se formarán 170.3 gramos de amoníaco.
2. Para determinar el número de moles de dióxido de carbono (CO2) que se producirán, utilizaremos la relación de moles y la masa molar del CH4 y el CO2.
 La ecuación balanceada nos indica que 1 mol de CH4 reacciona con 1 mol de CO2. Primero, convertimos los 25 gramos de CH4 a moles utilizando su masa molar:
 Masa molar del CH4 = 12.01 g/mol (C) + 4(1.01 g/mol) (H) = 16.04 g/mol
 Moles de CH4 = (25 g CH4) / (16.04 g/mol CH4) ≈ 1.56 moles CH4
 Por lo tanto, se producirán 1.56 moles de CO2.
3. Para determinar la cantidad de gramos de cloruro de sodio (NaCl) producidos en la neutralización, utilizaremos la relación de moles y la estequiometría de la reacción.
 La ecuación balanceada de la reacción de neutralización es:
 HCl + NaOH -> NaCl + H2O
 Según la ecuación, 1 mol de HCl reacciona con 1 mol de NaOH para producir 1 mol de NaCl. Primero, convertimos los 20 ml de HCl 0.1 M a moles:
 Moles de HCl = 20 ml x 0.1 mol/ml = 2 moles de HCl
 Por lo tanto, se producirán 2 moles de NaCl.
 Masa molar del NaCl = 22.99 g/mol (Na) + 35.45 g/mol (Cl) = 58.44 g/mol
 Masa de NaCl = 2 moles NaCl x 58.44 g/mol = 116.88 g
 Por lo tanto, se producirán 116.88 gramos de cloruro de sodio.